[實用新型]一種太陽能直接蒸汽產生系統

有效

• 申請號: 201420640290.1
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN204477990U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 宋景慧;代彥軍;溫智勇;馬繼帥;徐齊勝
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院;上海交通大學
• 主分類號: F22B1/00
• 分類號: F22B1/00;F24J2/38
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑;高文龍

技術領域

本實用新型涉及太陽能利用領域，具體是指一種太陽能直接蒸汽產生系統。

背景技術

太陽能作為取之不盡同時又是生態學上純凈的和不改變地球上燃料平衡的能源，有著能源總量大，又容易實現分散化利用的優點。但是常規的太陽能熱利用只能用于低溫熱應用領域，比如說家用的太陽能熱水器、低溫熱水循環系統等，工質溫度低，難以滿足工業熱能和太陽能熱發電需求，應用受到極大限制。

線性菲涅爾太陽能集熱系統是通過普通鏡面將陽光反射到金屬集熱器對熱媒進行加熱，進而轉化成高壓水蒸汽。線性菲涅爾式集熱系統屬于一維跟蹤聚焦集熱技術，系統相對簡單，因此相對成本低廉。

而按蒸汽產生系統的不同可以分為雙循環蒸汽產生系統、瞬時蒸汽產生系統、直接蒸汽產生系統(Direct?Steam?Generation，即DSG)。直接蒸汽產生系統比雙循環系統和瞬間蒸汽產生系統有其獨有的優勢。就熱特性而言，直接蒸汽產生系統預計比雙循環系統每年多產生13％的凈能，比瞬間蒸汽產生系統每年多產生12％的凈能。就成本而言，直接蒸汽產生系統預計比雙循環系統低15％，與瞬間蒸汽產生系統的成本差不多。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供太陽能直接蒸汽產生系統，該系統以水作為集熱器循環介質，直接生產穩定性好、品質高的中溫蒸汽，產生的蒸汽可直接用于末端設備。

本實用新型的上述目的通過如下技術方案來實現的：一種太陽能直接蒸汽產生系統，其特征在于：所述系統包括集熱器、汽包、燃氣鍋爐、回水主管路和蒸汽輸出管路，回水主管路的進水口與末端設備的出水口相連通，接收末端設備輸送來的水，回水主管路沿水流方向分成并聯的兩條管路，一條管路為回水支管路，另一條管路為集熱器進水管路，與所述集熱器的進水口相連通，所述集熱器用于?吸收太陽能的熱量，集熱器的出水口與汽包的進口通過集熱器出水管路相連通，所述汽包還分別連接有蒸汽輸出管路、汽包下降管和汽包上升管，所述的蒸汽輸出管路用于將汽包產生的蒸汽輸送給末端設備，所述燃氣鍋爐的一端與所述的汽包上升管相連通，另一端與鍋爐進水管相連通，所述的回水主管路、汽包下降管和鍋爐進水管三者相交匯于一點，交匯處形成一個三通管段，所述回水主管路和汽包下降管上均設置有循環水泵，所有管路上均設置有閥，以控制管路的切斷和連通，該系統通過集熱器、汽包和燃氣鍋爐產生蒸汽供給末端設備。

本實用新型直接蒸汽產生系統只有一個循環回路，將末端設備與集熱器串聯起來。相比雙循環系統，沒有了中間的熱交換設備，不僅熱效率得到提高，系統投資也得以減少，所產生的蒸汽可用于諸如吸收式制冷和有機朗肯循環發電裝置等末端設備。

本實用新型中，所述的集熱器優選線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器，也可以采用其他能夠吸收太陽能熱量，產生高溫高壓水的集熱器。線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器使用的是平面鏡列，采用單軸東西跟蹤太陽的方式，保證太陽光一直線聚焦于鏡列上方的吸收器。吸收器采用直通型真空集熱管，內管為不銹鋼管，可以承載大于5MPa的壓力；鋼管外表面有選擇性吸收涂層。外層的玻璃管和內層不銹鋼管之間是真空隔熱層。

本實用新型中，所述集熱器出水管路還旁支一路定壓支管路，所述定壓支管路與定壓罐相連通，用于穩定集熱器出水管路中的壓力。本實用新型中，所述的系統中定壓罐和輔助熱源燃氣鍋爐保證系統能穩定地輸出高品質的中溫蒸汽，并提高太陽能利用率。

本實用新型中，所述的集熱器為多臺，多臺集熱器采用并聯或串聯或混聯的方式相連。

本實用新型中，所述的末端設備為發電裝置或者吸收式制冷機。

本實用新型的太陽能直接蒸汽產生系統，從末端設備返回的水進入集熱器，吸收太陽輻射熱量，溫度升高，進入汽包變成過熱蒸汽，然后蒸汽驅末端裝置工作。定壓罐保證集熱器及管路中的水承壓而維持液態，進入汽包后才汽化。集熱器的集熱量不夠時，可以啟動燃氣鍋爐作為輔助熱源，與集熱器并聯或串聯，協同生產蒸汽。本實用新型使用了太陽能直接蒸汽產生系統，從集熱器出來的水直接變成可供使用的蒸汽，無需另外的熱交換器，因而有熱效率高的優點。

在本實用新型中，系統的一般運行模式為：從末端設備的回水經過循環水泵增壓，進入線性菲涅爾集熱器的吸收器中，吸收聚焦后的太陽能熱量，變成中溫承壓的熱水后再進入汽包。承壓的水進入大空間的汽包內會氣化成蒸汽，蒸汽通過管路輸送至末端設備。